本發(fā)明涉及軌道列車、封閉環(huán)境、特別是高速動車的空調技術領域，尤其是長途往返運行在天氣和環(huán)境復雜變化的自然環(huán)境中的自適應控制技術。
背景技術：
軌道交通車輛中配備的車廂是密閉空間。為了保證密閉空間車廂的空氣的新鮮程度，在長途的運行中、必須保證新風進入量；在高速運行的動車有可能會在很短時間內跨越很遠的地區(qū)，無論是環(huán)境溫度或者是空氣質量、和流量的變化均可能發(fā)生很大的差異,為保證車廂內的空氣達標?，F(xiàn)有機車所配備的空調機組中雖具有制冷和制熱兩種功能，但并不具備隨機響應的調控能力?，F(xiàn)有技術中需要車輛司乘人員根據(jù)季節(jié)、地區(qū)差異手動選擇空調機組處于制冷或者制熱量的調節(jié)、或轉換工作模式。這種憑借人的主觀來判斷空調機組的隨機轉換對于固定空調機組來講足夠，對于動車組的密閉車廂來說就顯露出明顯缺陷。特別是在季節(jié)交替的深秋和盛夏時節(jié)的時節(jié)，會造成制冷需求和制熱需求頻繁操控，穿過南北地區(qū)區(qū)域、局部氣象環(huán)境或重度污染地帶的對熱交換量的調節(jié)更是千變萬化?，F(xiàn)有技術中空調機組自適應的調控能力太差，已無法滿足日益現(xiàn)代化動車組對于高速、安全、平穩(wěn)、舒適的需求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種空調機組自動調控運轉模式的方法，借助于對車廂內、外空氣溫度的監(jiān)測、采樣、與設定標稱數(shù)據(jù)的比對、轉化成調控信號、轉化為調控指令、達到空調機組的運行模式的自動切換和溫度調節(jié)，提高乘車的舒適性。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種高客動車空調機組自動調控的方法，基于空調機組結構中包括的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)的受控轉換調節(jié)機構以及配套的數(shù)字化可調新風閥和車廂內外管控空氣指標的采集分析系統(tǒng)，關鍵在于該方法包括以下步驟：
1）控制系統(tǒng)初始化：啟動空調機組的控制系統(tǒng)，根據(jù)列車運行的時刻、地域外溫度twi、行駛區(qū)間設定調控模式ki，由控制系統(tǒng)軟件自動調出調控模式ki、設置初始化目標溫度tmi后進入自動運行模式；
2）啟動巡回監(jiān)測，實現(xiàn)調控模式ki下的精準調控：此步驟包括設定動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)存入中間數(shù)據(jù)庫并與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)比對，根據(jù)比對值發(fā)出微調指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動平衡區(qū)間△t內精細調節(jié)：
3）定時啟動綜合空氣質量評價系統(tǒng)，調控模式自動轉換：此步驟包括每經10-15次中間數(shù)據(jù)庫更新后，將新數(shù)據(jù)與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)值比對，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調控模式ki的轉換；
4）重復執(zhí)行步驟1）-3）直至列車空調系統(tǒng)停機。
本發(fā)明的有益技術效果是：通過檢測地域外溫度和車廂溫度的目標值進行比對，在滿足一定條件后，在通風模式、冷風模式與暖風模式之間進行自動切換，提高了乘車的舒適性、保證了車廂內的通風、降低了工作人員的工作量以及能源消耗。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種高客動車空調機組自動調控的方法，基于空調機組結構中包括的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)的受控轉換調節(jié)機構以及配套的數(shù)字化可調新風閥和車廂內外管控空氣指標的采集分析系統(tǒng)，該方法包括以下步驟。
1）控制系統(tǒng)初始化：啟動空調機組的控制系統(tǒng)，根據(jù)列車運行的時刻、地域外溫度twi、行駛區(qū)間設定調控模式ki，由控制系統(tǒng)軟件自動調出調控模式ki、設置初始化目標溫度tmi后進入自動運行模式；在此步驟中調控模式ki包括三種：k1、k2和k3，其中k1為暖風模式，對應車廂內溫度控制標準tm1為20℃-22℃；k2為通風模式，對應車廂內溫度控制標準tm2為22℃-24℃（大于22℃且小于24℃）；k3為冷風模式，對應車廂內溫度控制標準tm3為24℃-26℃。地域外溫度twi是列車的車廂行進到不同地域時車廂外的溫度。
2）啟動巡回監(jiān)測，實現(xiàn)調控模式ki下的精準調控：此步驟包括設定動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)存入中間數(shù)據(jù)庫并與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)比對，根據(jù)比對值發(fā)出微調指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動平衡區(qū)間△t內精細調節(jié)：此步驟中動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新周期△t設定為60±10秒，溫度動平衡區(qū)間△t設定為±1.5℃。經驗數(shù)據(jù)庫包括車廂內外溫度、空調機組的運行參數(shù)和調整參數(shù)。通過當前數(shù)據(jù)與經驗數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查找比對，找出當前數(shù)據(jù)下經驗數(shù)據(jù)庫中空調機組的運行參數(shù)和調整參數(shù)，然后發(fā)出微調指令。發(fā)出微調指令后空調機組將會在溫度動平衡區(qū)間內進行目標溫度調整，當車廂內外溫度差大時△t取值就大（例如取值tmi+1.5℃或者tmi-1.5℃），溫度差小時△t取值就小，甚至為0。
3）定時啟動綜合空氣質量評價系統(tǒng)，調控模式自動轉換：此步驟包括每經10-15次中間數(shù)據(jù)庫更新后，將新數(shù)據(jù)與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)值比對，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調控模式ki的轉換。
在此步驟中最后判定調控模式ki轉換的條件如下：
k1模式下：當檢測到tm1=20.5℃且tw1≥18.5℃時啟動向k2模式轉換；
k2模式下：當檢測到tm2=25.5℃且tw2＞28.5℃時啟動向k3模式轉換，
當檢測到tm2=20.5℃且tw2＜18.5℃時啟動向k1模式轉換；
k3模式下：當檢測到tm3=25.5℃且tw3≤28.5℃時啟動向k2模式轉換。
上述的啟動綜合空氣質量評價系統(tǒng)，包括對車廂內的含氧量、含塵量的采樣、分析、量化處理、與經驗數(shù)據(jù)庫中標準數(shù)據(jù)比對、轉化為對新風閥門的調控。
4）重復執(zhí)行步驟1）-3）直至列車到站?？亢罂照{系統(tǒng)停機。
下面結合實施例進一步對本發(fā)明的方法進行描述。
步驟1：啟動空調機組，設定軌道車輛室內目標溫度tmi（20-26℃之間）。
步驟2：強制空調機組運行通風模式，在運行通風模式開始計時15-45s后檢測回風溫度ti。
步驟3：比較ti與tmi的大小，判斷空調機組的運行模式：若tmi+1.5℃≥ti≥tmi-1.5℃則空調機組運行在通風模式，若ti>tmi+1.5℃則空調機組運行冷風模式，若ti＜tmi-1.5℃則空調機組運行暖風模式，確定上述的空調機組運行模式后直至回風溫度ti達到目標溫度tmi然后進入自動運行模式。
步驟4：空調機組的控制系統(tǒng)根據(jù)設定的目標溫度tmi判斷其所處k1、k2和k3哪一個模式所控制的溫度范圍：若tm1為20℃-22℃，對應的k1為暖風模式；若tm1為22℃-24℃，對應的k2是通風模式；若tm3為24℃-26℃，對應的k3是冷風模式。
步驟5：啟動巡回監(jiān)測，實現(xiàn)調控模式ki下的精準調控：此步驟包括設定動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)（回風溫度ti、地域外溫度twi）存入中間數(shù)據(jù)庫并與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)比對，根據(jù)比對值發(fā)出微調指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動平衡區(qū)間△t內精細調節(jié)：此步驟中動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新周期△t設定為60±10秒，溫度動平衡區(qū)間△t設定為±1.5℃。
步驟6：定時啟動綜合空氣質量評價系統(tǒng)，調控模式自動轉換：此步驟包括每經10-15次中間數(shù)據(jù)庫更新后，將新數(shù)據(jù)與經驗數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)值比對，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調控模式ki的轉換。
在此步驟中最后判定調控模式ki轉換的條件如下：
k1模式下：當檢測到tm1=20.5℃且tw1≥18.5℃時啟動向k2模式轉換；
k2模式下：當檢測到tm2=25.5℃且tw2＞28.5℃時啟動向k3模式轉換，
當檢測到tm2=20.5℃且tw2＜18.5℃時啟動向k1模式轉換；
k3模式下：當檢測到tm3=25.5℃且tw3≤28.5℃時啟動向k2模式轉換。
上述的啟動綜合空氣質量評價系統(tǒng)，包括對車廂內的含氧量、含塵量的采樣、分析、量化處理、與經驗數(shù)據(jù)庫中標準數(shù)據(jù)比對、轉化為對新風閥門的調控。通過上述措施保證了車廂內空氣的質量，并且保證乘客舒適性的前提下盡可能采用通風模式，降低能源的消耗。
步驟7：重復執(zhí)行步驟4-6直至列車到站?？亢罂照{系統(tǒng)停機。
本發(fā)明通過設置上述空調機組運行控制條件、啟動空調機組并設定目標溫度后，空調機組運行一段時間車廂內溫度達到目標溫度后即可自動根據(jù)內外環(huán)境溫度變化判斷制冷需求和制暖需求，控制車輛空調自動通風、制冷或者制暖，提高了乘車的舒適性，減少了工作人員的工作量。